複合性材料於軟骨組織工程之應用

The application of biphasic materials on cartilage tissue engineering

楊書睿(Shu-Rui Yang)

指導教授 ： 朱一民

國立清華大學/工學院/化學工程學系/博士(2013年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2013.00338

摘要

對於大區域關節軟骨疾病，現今雖已經有很多治療方法，包括藥物治療、細胞治療及關節置換，但仍有其限制存。本研究希望研發關節組織支架，包括可促進軟骨、軟骨下骨及硬骨之再生，然後置入病患患部達到較完整及可靠的治療方式。本研究以天然高分子膠原蛋白I、II 型與雙相三鈣磷酸鹽當作支架各分區細胞間質構成成分，並以骨髓、羊水及臍帶血幹細胞植入，並利用相同無血清培養，以評估軟骨化能力，除此之外，軟骨素A在關節再生與修復的角色與機制也會被研究跟探討，並評估是否有誘導間葉幹細胞至軟骨細胞的潛力。
利用膠原蛋白I型凝膠結合膠原蛋白II型支架與氫氧磷灰石支架作為模仿關節組織的細胞間質分布的複合型支架。其間葉幹細胞在此複合型支架的軟骨特徵表現，都相對於單一膠原蛋白二型支架上表現較佳，骨髓間葉幹細胞則被發現在此複合型支架上比羊水與臍帶血間葉幹細胞較容易趨向軟骨，在動物實驗上，複合型支架修軟關節缺損的能力相對單一膠原蛋白二型支架好。
分子量2250的軟骨素A可大幅抑制軟骨細胞團塊的金屬蛋白基質分解酵素基因，且無抑制其膠原蛋白二型與醣多蛋白基因其表現，而導致膠原蛋白二型蛋白分泌比無添加的組別多，以利保護軟骨，但此機制並沒有刺激軟骨細胞表現過多軟骨特徵基因，而且與實驗團隊相關研究比較結果，軟骨素A並不適宜作為誘導間葉幹細胞至軟骨細胞。
本研究證明了此天然複合型支架適合修復關節缺損的醫療器材，而骨髓間葉幹細胞於此複合型支架上具有相對優秀的軟骨化潛力，軟骨素A的保護軟骨機制被驗證，但不具有誘導間葉幹細胞之潛力。

關鍵字

軟骨組織工程 ； 膠原蛋白二型 ； 複合性材料 ； 氫氧磷灰石 ； 軟骨素 ； 間葉幹細胞

參考文獻

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